Stuttgart, den 18. 11. 2019
Das toxische Wirkpotential neuroaktiver Stoffe lässt sich anhand der Schwanzbewegungen von Zebrabärblingsembryonen untersuchen. Verschiedene Umweltschadstoffe können die Entwicklung des Nervensystems von Wirbeltieren stören. Das neurotoxische Wirkpotential sowie die eigentliche Wirkweise dieser Stoffe sind allerdings nur sehr schwierig zu identifizieren.
Jüngste Untersuchungen haben gezeigt, dass sich spontane Schwanzbewegungen von Zebrabärblingsembryonen eignen, um das neurotoxische Schädigungspotential chemischer Verbindungen zu erfassen. Forscher der Universität Heidelberg haben im Rahmen von Effect-Net Wasser die Spontanbewegungen von Zebrabärblingsembryonen näher untersucht und infolgedessen ein Testsystem zur (öko)toxikologischen Bewertung neuroaktiver Stoffe entwickelt. Dabei haben sie Embryonen des Zebrabärblings mit verschiedenen Testsubstanzen belastet und die Wirkung der Stoffe auf die frühen Schwanzbewegungen der Embryonen analysiert.
Zebrabärblingsembryo umgeben von chemischen Formeln
Zum einen reagierten die Zebrabärblingsembryonen schon sehr früh und sensitiv auf Veränderungen der Umgebungsbeleuchtung. Damit ist die neuronale Steuerung der Spontanbewegungen weitaus komplexer als bisher angenommen. Zum anderen ermöglicht der entwickelte Test verschiedene Effekte neurotoxischer Substanzen auf die Motorik der Embryonen zu identifizieren und die Wirkung der Stoffe zu beurteilen.
Testsubstanzen mit unterschiedlichen primären Wirkmechanismen haben die Schwanzbewegungen der Embryonen auf unterschiedliche Art und Weise beeinträchtigt. Embryonen, die mit den Psychopharmaka Fluoxetin und Citalopram belastet wurden, zeigten zum Beispiel erst sehr spät spontane Schwanzbewegungen. Citalopram reduzierte zudem die Frequenz der Bewegungen.
Die Ergebnisse demonstrieren, dass verschiedene Wirkweisen neurotoxischer Chemikalien in den Schwanzbewegungen von Zebrabärblingsembryonen wiedergespiegelt werden. Außerdem hat sich gezeigt, dass neurotoxische Stoffe in verschiedene Prozesse der Embryonalentwicklung von Zebrabärblingen eingreifen. Daher müssen Untersuchungen des neurotoxischen Wirkpotentials chemischer Verbindungen anhand der Spontanbewegung von Zebrabärblingsembryonen verschiedene neuronale und entwicklungsspezifische Endpunkte miteinbeziehen, um neurotoxische Wirkpotentiale sicher bewerten zu können.
Mehr Informationen finden Sie unter:
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.109754
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.06.154
Das Projekt wird vom Land Baden-Württemberg im Rahmen des Wassernetzwerkes gefördert.
Laufzeit: 2016 bis 2021
Prof. Dr. Thomas Braunbeck
Aquatische Ökologie und Toxikologie
COS - Centre for Organismal Studies
University of Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 504
D-69120 Heidelberg
braunbeck@uni-hd.de
Tel.: +49-(0)62 21-54 56 68
